Récemment, il y a eu de plus en plus de discussions sur les emballages flexibles recyclables. Le matériau unique en polyéthylène est une partie indispensable des options d'emballage flexible recyclable, et le film MDO est une direction technique importante pour l'emballage en matériau unique en polyéthylène. Parlons-en aujourd'hui. Parlons des technologies, applications et matériaux liés à MDO.

1. Qu'est-ce que MDO

Le nom complet de MDO est l'orientation dans la direction de la machine, qui est un processus post-extrusion utilisé pour augmenter l'orientation du film dans la direction MD, améliorant ainsi la rigidité, les propriétés optiques et barrières du film. L'équipement d'étirage MDO est complété par quatre étapes de préchauffage, d'étirage, de recuit et de refroidissement 8-12 tiges.

♦ Préchauffage : Contrôler la température au point de ramollissement de la matière première peut mieux aider à l'étirage sans endommager le film ; et comme le film n'est pas complètement fondu, de plus petits cristaux peuvent se former pendant le processus d'étirage et d'orientation pour obtenir de meilleures propriétés optiques.

♦ Étirage : L'orientation du film est contrôlée en ajustant le rapport d'étirage. Il convient de noter que le rapport d'étirage ne doit pas être aussi élevé que possible. Au point critique de l'étirage, les performances du film atteindront un équilibre ou diminueront.

♦ Recuit et refroidissement : affectent le retrait au préchauffage du film, en particulier la planéité de la fabrication de sacs ; et les propriétés optiques du film.

Il existe deux types de machines MDO, en ligne et hors ligne, et les machines en ligne sont actuellement le choix dominant. Parce que le film est étiré à l'état hors ligne, le film est mince au milieu et épais sur les côtés, ce qui est plus gaspilleur dans l'utilisation ; la machine en ligne peut mesurer l'épaisseur et la renvoyer au système de fabrication de film, de sorte que l'épaisseur du film après l'étirement soit plus uniforme et réduise les coupes latérales.

2. La modification des performances du film PE après MDO

Le diagramme de modèle suivant illustre comment la structure cristalline change lorsque le film s'étire avant le rapport d'étirage critique. Le film non étiré a des lamelles de différentes tailles et est librement orienté (Figure 2A) ; le film étiré forme de plus petits cristaux et les segments moléculaires sont orientés dans la direction MD de sorte que la cristallinité dans la direction MD devient plus élevée (Figure 2 B).

Après le rapport d'étirage critique, la chaîne moléculaire est encore plus étirée dans la direction MD, et la structure lamellaire est étirée pour former une structure cristalline en forme de ficelle de mouton [2]. En raison des changements de morphologie moléculaire pendant le processus d'étirage, les propriétés macroscopiques du film ont été améliorées. Cela se résume comme suit :

• Obstruer

La valeur de WVTR est liée à la longueur du trajet parcouru par les molécules de vapeur d'eau à travers le film ; en général, les molécules de vapeur d'eau passent à travers la région amorphe et contournent la région cristalline. Avant le rapport de stretch critique, l'arrangement cristallin est plus régulier qu'avant l'étirement, ce qui allonge le chemin de diffusion, augmentant ainsi la valeur de WVTR. Après le rapport de stretch critique, les molécules adoptent une structure en brochettes de mouton, et l'arrangement cristallin est parallèle à la direction MD, raccourcissant le chemin de passage des molécules de vapeur d'eau, ce qui entraîne une diminution de la valeur de WVTR.

Il convient de noter que l'orientation de l'étirement ne peut pas changer complètement la structure absolue du film ; même au rapport d'étirage maximal, l'effet sur la structure du film ne dépasse pas 5 %, de sorte que la valeur WVTR ne changera pas en magnitude.

• Optique

Les propriétés optiques du film comprennent la turbidité, la brillance et la transparence. Les performances optiques sont étroitement liées à la planéité de la surface du film et à la taille des cristaux internes. Dans le processus d'étirage MDO, le film est ramolli, étiré puis refroidi, ce qui améliorera en soi la planéité de la surface ; deuxièmement, de plus petits cristaux se formeront pendant le processus d'orientation de l'étirage ; ces deux facteurs font que les propriétés optiques du film s'améliorent à mesure que le film s'étire. Le ratio augmente jusqu'à atteindre la valeur critique.

Il existe d'autres propriétés du film non analysées. Le tableau suivant est un tableau récapitulatif de l'impact sur les propriétés du film lorsque le rapport d'étirage MDO augmente dans la plage de rapport d'étirage critique.

3. Application du film PE étiré MDO

Étant donné que le film PE étiré présente les avantages d'une grande rigidité, d'une haute résistance à la chaleur, d'une haute résistance à la traction et de bonnes propriétés optiques, le film PE étiré MDO est utilisé dans un emballage en matériau unique pour remplacer la couche de surface précédente en PET ou PA.

4. Sélection de matières premières PE MDO et conception de formules

La sélection des matières premières PE étirées MDO est principalement considérée à partir de trois facteurs tels que l'étirabilité, la résistance à la chaleur et le point de cristal. Contrairement au BOPE, qui doit être étiré de manière biaxiale, le PE étiré MDO n'a besoin d'être étiré que dans une direction, et le taux d'étirement est d'environ 5-7. La plupart des produits linéaires sur le marché (LLDPE, HDPE) peuvent répondre à cette exigence. Les fabricants de matières premières ne redessineront pas la structure moléculaire et ne développeront pas de nouvelles qualités pour ce processus ; la résistance à la chaleur est étroitement liée à la densité initiale des matières premières. Les qualités recommandées par les fabricants de matières premières sont principalement le HDPE et le MDPE (Tableau 2) ; le contrôle du point de cristal est lié au contrôle du processus de production des matières premières. La majorité des utilisateurs peuvent se distinguer pendant l'utilisation.

Tableau 2 : Liste des grades de matières premières MDO recommandés par les fabricants

La conception de formulation principale du film MDO est principalement basée sur trois couches. Avec la popularisation des machines MDO en ligne à cinq couches, il y aura de plus en plus de formules à cinq couches. L'idée de conception doit être combinée avec la situation de traitement de la machine et la scène d'utilisation finale du film. S'il s'agit d'un emballage souple léger, vous pouvez envisager d'utiliser du HDPE pour maximiser la rigidité et la résistance à la chaleur du film dans les conditions autorisées par la machine ; si un étirement se produit La situation inégale peut être résolue par la combinaison de HDPE+MDPE ; s'il s'agit d'une formule avec un équilibre entre rigidité et résistance, alors la combinaison de HDPE+mC6/C8/mC8 LLDPE est nécessaire. L'ajout de HAO peut grandement améliorer le film La résistance, en particulier la résistance aux chocs et la résistance à la perforation. Le choix du LLDPE ici est plus particulier. Si vous choisissez C8LLDPE, le film étiré montrera finalement l'effet de déchirure facile dans le sens longitudinal et difficile à déchirer dans le sens transversal ; si vous choisissez C8mLLDPE, la résistance à la déchirure du film augmentera globalement, mais la résistance à la déchirure longitudinale sera montrée. Beaucoup plus grande que le phénomène de résistance à la déchirure transversale. Vous pouvez décider de la combinaison de formules de film en fonction de la scène d'utilisation finale du film.

L'idée de conception du film PE à couche de scellement thermique vise principalement à réduire la température de scellement thermique et à augmenter autant que possible la différence de température avec le film PE MDO pour garantir une fenêtre de scellement thermique plus large et un bon effet de scellement thermique pendant le scellement thermique. Le matériau brut recommandé est le VLDPE (densité 0,905-0,915 g/cm3) ou le POP (densité 0,880-0,905 g/cm3). Il convient de noter que la densité du VLDPE et du POP est faible. Dans le processus réel de soufflage de film, une viscosité excessive peut rendre difficile l'ouverture du film. À ce moment-là, le film intérieur doit être soufflé à l'extérieur ou un agent de glissement d'ouverture supplémentaire doit être ajouté. L'agent de glissement migrera. S'il migre vers la surface composite, il affectera la résistance composite globale du film. C'est également un facteur qui reflète la faible résistance composite du film MDO sur le marché ; il est nécessaire de trouver un équilibre entre la sélection des matières premières et la quantité d'agent de glissement ajoutée pour optimiser la formule.

Tableau 3 : Liste des grades de couche de scellement thermique recommandés par les fabricants de matières premières

La technologie d'emballage monomatériau en polyéthylène est encore en plein développement. En plus de la MDO, il existe également le BOPE, la co-extrusion multicouche contenant des matériaux barrière, des revêtements haute barrière/résistants à la chaleur et d'autres technologies; Chengde combinant le film de polyéthylène breveté par invention indépendante et le film de polyéthylène MDO développé, Chengde a réalisé le transfert exquis des motifs de PE dans le domaine de l'impression héliogravure. En même temps, combiné au traitement spécial de la surface de la membrane, le produit HMDO nouvellement développé peut atteindre une HAUTE BARRIÈRE et résoudre parfaitement le problème de goulot d'étranglement d'un matériau polyéthylène unique dans la durée de conservation des produits des clients, ce qui peut permettre aux produits des clients d'avoir une durée de conservation plus longue.